НОВОСТИ

Систематичный подход к борьбе с многолетними сорняками

ТЕГИ:

Рэнди Андерсон, Департамент сельского хозяйства США

Сорные травы, такие как бодяк полевой (Cirsium arvense), вьюнок полевой (Convolulus arvensis) и пырей ползучий (Elytrigia repens), имеют способность регенерировать с помощью вегетативных запасающих органов, поэтому их очень тяжело контролировать. К запасающим органам относятся корни или стебли, находящиеся как над землей (столоны), так и под ней (ризомы). Многолетние сорняки накапливают углеводы для долговременного выживания, а также для образования новых побегов из почек на корнях или стеблях. Ученые Северной Америки разработали различные способы борьбы с многолетними сорняками. Эта статья ознакомит вас с результатами исследований, а также создаст основу для комплексного планирования борьбы с популяциями многолетних сорных трав в степях евразийского региона.

Ключевой аспект контроля – перемещение углевода

Контроль за многолетними сорняками предполагает иной подход, чем за однолетними. Он зависит от понимания закономерностей движения углеводов внутри растения. Углеводы —источник энергии, помогающий растениям пережить зиму, а также ускоряющий рост побегов, стеблей и корней в период вегетации. Ниже представлена модель уровня углеводов в органах накопления (рис. 1).

Рис.1, Рис.2. Сезонное движение углеводов

Она связана с развитием растения; в то время как созревают почки для побегов, углеводы из стеблей и корней питают энергией почки для быстрого роста побегов (интервал между 1 и 2, рис. 1). Когда побеги достигают определенной стадии развития, углеводы, вырабатываемые листьями, перемещаются обратно в стебли или корни (интервал 2-3, рис. 1). У пырея ползучего подобная перемена происходит, когда растение достигает 15-20 см в высоту; у бодяка полевого — после формирования бутонов у цветков и начала цветения. У вьюнка полевого перемещение углеводов происходит после начала цветения, когда вьющиеся стебли достигают 15-25 см в длину. Перемещение углеводов в органы накопления продолжается до формирования семени (п. 3, рис. 1), после чего они снабжают развивающиеся семена. Осенью начинается второй период роста. Опять появляются побеги, питающиеся углеводами из запасающих органов (интервал 4-5, рис. 1). После образования побегов углеводы перемещаются в стебли или корни, чтобы помочь растению выжить в зимний период и при последующем росте. Заметьте, что количество углеводов в органах накопления к концу вегетации выше, чем в начальной точке весной (сравните п. 1 и п. 6 рис. 1). Повышенное содержание углеводов помогает растению развить корневую систему и занять большую площадь.

Еще один нюанс, пестициды, например дикамба и глифосат, перемещаются вместе с углеводами по растению. Применение гербицидов для контроля корневой системы должно совпадать с перемещением углеводов в корни и стебли (интервалы 2-3 и 5-6, рис. 1). Иначе гербициды останутся на листьях и не повлияют на рост стеблей и корневой системы. Пример с движением углеводов является общим для всех многолетних видов сорняков, однако время перемещения углеводов в органы накопления отличается у разных видов из-за отличий в периодах роста. Например, пырей ползучий начинает расти раньше, чем бодяк полевой или вьюнок полевой.

Системный подход

Несмотря на то, что контроль популяции многолетних сорных трав может оказаться сложной задачей, фермеры-производители в Северной Америке успешно применяют системный подход, который объединяет несколько управленческих компонентов в единый комплексный план (рис. 2).

Борьба с сорняками

Экологическая основа

Эффективная система контроля за многолетними сорняками направлена на снижение содержания углеводов в тканях растений. Одним из таких методов является механическая обработка почвы, зараженной сорняками, через каждые 3 недели, пока поле находится под паром. Механическая обработка почвы должна совпадать по срокам с периодом развития сорняков при наличии минимальных запасов углеводов (п. 2, рис. 1). При многократном применении механической почвообработки в период роста растение неспособно производить углеводы и перемещать их в стебли или корни. При отсутствии углеводов органы накопления со временем отмирают. Однако стебли и корни могут сохраняться в почве на протяжении 2-3 лет, даже при отсутствии поступления углеводов.

Действие гербицидов также связано с физиологическими свойствами углеводов. Их проникновение в запасающие органы растений наиболее оптимально, когда гербициды вносятся осенью. Причина — перемещение углеводов к органам накопления в первом периоде (интервал 2-3, рис. 1), когда они из листьев перемещаются к точкам роста — побегам, а в осенний период к стеблям или корням. Гербициды, вносимые в этот период, также могут перемещаться в обоих направлениях, в то время как движение углеводов осенью (интервал 5-6, рис. 1) только нисходящее.

В одном исследовании было обнаружено, что в запасающие органы направилось в 4 раза больше глифосата при осеннем внесении по сравнению с более ранними внесениями (интервал 2-3). Таким образом, для обеспечения эффективности период внесения гербицидов должен совпадать со временем перемещения углеводов к корням или стеблям растений.

Методы борьбы с сорняками

Методы контроля

У сельскохозяйственных производителей есть несколько методов сокращения роста побегов и снижения содержания углеводов в запасающих органах растений, однако ограничения существуют для каждого из них. Скашивание сорняков в фуражных культурах (люцерна), эффективно для прямостоящих видов сорняков (бодяк полевой), но не для стелющихся видов (вьюнок полевой). Механическая почвообработка обезвоживает корни, препятствуя росту растений и выработке углеводов. Но она же способствует распространению корневых отростков сорняков, при этом некоторые из них оказываются глубже в почве, что продлевает срок их жизни. Поэтому возникает необходимость оставлять поля под пар. Гербициды дают два положительных эффекта: подавление роста многолетних сорных трав в растущей сельхозкультуре и контроль над подземными органами сорняков. Однако, если время внесения системных гербицидов не совпадает со периодом перемещения углеводов к запасающим органам растения, эта мера будет неэффективной, поскольку будет контролироваться только рост надземной части растения без воздействия на стебли и корни.

Долгосрочное планирование

Даже при использовании интенсивных методов контроля от многолетних сорняков можно избавиться не быстрее чем за 3-4 года. Например, исследование, проведенное канадскими учеными, демонстрирует, что даже при реализации программы, направленной на уничтожение корней сорняков посредством ежегодного внесения гербицидов системного действия, побеги бодяка полевого встречались в посевах и через 4 года (рис. 3). При этом густота их побегов сократилась на 99%, но оставшиеся при снижении интенсивности обработок могут восстановить травостой.

Рис.3., Рис.4. Количество бодяка, плотность побегов

Более того, многолетние сорняки быстро восстанавливают рост, если интенсивная борьба длится всего лишь один год. Результаты исследования, проведенного в США, показали, что по прошествии 3 лет после интенсивной борьбы при помощи гербицидов системного действия плотность побегов бодяка полевого была такой же, как и при контрольном замере (рис. 4). Другими словами, один год эффективного контроля не повлиял на долговременное выживание бодяка полевого. Причина выживания многолетних сорных трав при интенсивном контроле в течение 1 года — некоторые почки на стеблях и побеги на корнях находятся в состоянии покоя, что делает их менее подверженными контролю. Согласно результатам проведенного исследования, концентрация глифосата в активно развивающихся почках, по сравнению с находящимися в состоянии покоя, отличалась почти в 10 раз (рис. 5). Почки с более высокой концентрацией глифосата (почки 1 и 2) погибнут, но почки 3-6 выживут в условиях низкой концентрации глифосата и сформируют новые побеги.

Состояние покоя в почках тесно связано с запасами углеводов. Активно развивающиеся почки накапливают большее количество перемещающихся углеводов; ограниченный доступ к углеводам усиливает состояние покоя в соседних почках. Производители могут прервать это состояние, прекратив движение углеводов при помощи методов по борьбе с сорняками, что особенно эффективно до начала перемещения углеводов к запасающим органам (п. 2, рис. 1).

Чередование культур

Первый год реализации плана контроля

Ученые также заметили, что долгосрочная борьба с многолетними сорняками более эффективна, если в плане контроля предусмотрены интенсивные меры в первый год. Они направлена на уменьшение уровня углеводов в запасающих органах, а также применение высокого процента системных гербицидов в определенное время с учетом передвижения углеводов. Это легче всего достигается во время пара или при производстве многолетних фуражных культур. При выращивании люцерны своевременно проведенное скашивание и конкуренция между растениями существенно уменьшают такие популяции, как бодяк полевой или осот полевой (Sonchus aгvensis), и выработка углеводов существенно сокращается. В момент перехода с производства люцерны на однолетние культуры для уничтожения запасающих органов растений применяют системные гербициды. Как показано на рис. 3 и рис. 4, густоту побегов можно сократить на 90% и более в первый год при проведении интенсивного контроля. Но в большинстве случаев применение интенсивных методов, в частности, внесение высоких доз системных гербицидов, может нанести ущерб культуре.

Конкурирующие культуры

Производители в дальнейшем будут бороться с многолетними сорняками, используя в начальный период реализации программы контроля конкурирующие культуры. Плотный растительный полог приводит к нехватке солнечного света, которая губительна для ростков сорняков, и ограничивает продуктивность сформировавшихся растений. Как отмечалось ранее, люцерна прекрасно конкурирует с многолетними сорняками; но, например, клевер двухлетний уже не эффективен. Однолетние культуры также варьируются в зависимости от их конкурентоспособности. Узкорядные культуры, такие как хлебные злаки, являются более конкурентоспособными, чем широкорядные, например  сахарная свекла или картофель. Среди хлебных злаков озимая пшеница наиболее конкурентоспособна, ячмень и рапс демонстрируют средние показатели, а яровая пшеница — самая беззащитная перед многолетними сорняками.

Конкуренцию с сорняками можно повысить, применяя разные варианты контроля. Например, ленточное внесение азота (К) увеличивает конкурентность производимых культур, в то время как поверхностное внесение азотных удобрений способствует росту многолетних сорняков. Еще один эффективный метод — увеличение нормы высева культуры на 25-50%.

Примеры программ борьбы с сорняками

В Северной Америке борьба с многолетними сорными травами осуществляется посредством комбинированных программ (рис. 2). Например, бодяк полевой в полузасушливых степях Канады искореняли именно таким способом. Первое агромероприятие проводится в период пара. Летом для уничтожения побегов сорняков проводят механическую обработку почвы, косят их или вносят гербициды для понижения содержания углевода в корнях (обозначено* на рис. 6) и ускорения выхода корневых почек из состояния покоя. Затем осенью на розетки бодяка полевого, состоящие из 6-10 листьев, наносят глифосат в больших количествах (п. 2, рис. 5). Обратите внимание, что, в целом, осенью уровень углеводов ниже по сравнению с первоначальным (сравните 1-3, рис. 6). Аналогично действуют на следующий год, но исключается период пара и вместо него высевается яровая пшеница. При появлении в пшенице ростков бодяка полевого применяют гербициды, например 2,4-D или дикамбу; глифосат наносят на розетки осенью после уборки пшеницы. В последующие годы борьба направлена на предотвращение выработки углеводов и его перемещения к корням.

Рис.5, Рис.6 Концентрация глифосата и программа борьбы с сорняками

В более засушливых регионах Великих Равнин многолетние сорные растения зачастую не растут в осенний период. Учитывая этот аспект, аграрии вносят глифосат за неделю-две перед уборкой урожая мелких зерновых, когда осот полевой приближается к фазе бутонизации (п. 2, рис. 1). Фермеры также подавляют всходы бодяка полевого в начале вегетационного периода, применяя 2,4-Б или МСРА. Если придерживаться этой программы, бодяк полевой можно искоренить за несколько лет. Таким же образом они боролись и с пыреем ползучим.

В более влажных регионах, где почву не оставляют под паром, агропроизводители начинают программу борьбы с сорными травами с выращивания люцерны, при этом выкашивание и конкуренция с люцерной препятствуют росту бодяка полевого и пырея ползучего. Затем в вегетационный период тактика по интенсивной борьбе с сорняками должна быть направлена на максимальное перемещение гербицидов к органам накопления.

Эти меры также позволяют искоренить вьюнок полевой на посевных площадях. Борьба начинается в период пара, аграрии снижают выработку углеводов посредством механической обработки почвы или при помощи гербицидов. Высокие дозы системных гербицидов вносят осенью в регионах с обильным выпадением осадков или в период перед цветением в менее влажных регионах. Дальнейший посев конкурентоспособной культуры, обычно это озимая пшеница, позволяет в следующем сезоне минимизировать популяцию вьюнка полевого. После уборки урожая для предотвращения выработки углеводов и их перемещения к корням фермеры проводят пахоту или распыляют гербициды. Затем обычно высеивают кукурузу и снова вносят гербициды длительного остаточного действия, чтобы приглушить рост вьюнка полевого: глифосат или дикамба обеспечивают дальнейший контроль над популяциями сорняка. Благодаря этой программе канадские фермеры избавились от вьюнка полевого за 3 года.

Сорняки и система земледелия

Основной урок, который в итоге извлекли для себя наши фермеры, заключается в том, что за один год от многолетних сорняков не избавиться. Для достижения абсолютной победы необходимо разработать и реализовать долгосрочную программу, включающую в себя разнообразные агротехнические мероприятия.

Аграрии также отмечают, что недобросовестная реализация запланированных мер может возобновить зарастание пахотных угодий многолетними сорняками. Выращивание в течение нескольких лет подряд культур, не способных конкурировать с многолетними сорняками, а также отсутствие контроля за их ростом стимулирует распространение сорняков. Например, многолетние травы демонстрируют чрезвычайную продуктивность, если не проконтролировать их осенью после уборки мелких зерновых.

Подводя итоги, остается сказать, что борьба с многолетними сорными травами в Северной Америке, как и везде, требует постоянного внимания.

ВИДЕО
СОБЫТИЯ